PT93199A - Sistema de circuitos para um andar amplificador - Google Patents

Description

Descrição referente â patente de invenção de SIEMENS AKTIENGESELL-SCHAFT, alemã, industrial e comercial, com sede em Wittelsbacherpla-tz 2, D-8000 Munique, Republica Federal Alemã, (inventores: Erich Kai fler e Horst Grobecker, residentes na Alemanha Ocidental), para "SISTEMA DE CIRCUITOS PARA UM ANDAR AMPLIFICADOR" :

DESCRIÇÃO A presente invenção refere-se a um sistema de circuitos para um andar de amplificação de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Na Fig. 1 estã representado um tal sistema de circuitos, conhecido, por exemplo, do livro "Halbleiter--Schaltungstechnik" de U. Tietze e CH. Schenk. 1980, 5? Edição, pág. 131, Fig. 8.6. Este sistema de circuitos apresenta um qua-dripolo amplificador que amplifica um sinal de entrada, sob a forma de um transístor bipolar montado num esquema com emissor ligado â massa, cujo terminal de ligação do emissor estã ligado a um terminal com o potencial de referência (1) e cujo terminal do colector estã ligado a um terminal (5) com a tensão de alimentação, através de uma resistência (8). 0 terminal de ligação da base deste transístor bipolar (30) estã ligado com o terminal de entrada (1) do andar amplificador (V). Além disso, no ponto de ligação da resistência (8) e do terminal de ligação do colector do transístor bipolar (30) do terminal do cãtodo de um díodo (31) , estã ligado o terminal de base de um outro transístor bipolar (32). 0 terminal do cãtodo deste outro transístor bipolar (32) estã em contacto com a fonte de tensão de alimentação (5), 1 enquanto que o terminal do emissor e o terminal do ânodo do dío do (31) estão ligados com o terminal de saída do andar amplificador (V). Entre o potencial de referência e este terminal de saída (3) estã ligada uma carga capacitiva (4) , por exemplo, a válvula de imagem de um aparelho de alvo fluorescente.

Com este sistema de circuitos, também conhecido com a designação de "circuito de carga activa", pode a-celerar-se a carga da carga capacitiva (4). Isso consegue-se em especial pelo facto de, para impulsos de sentido negativo no terminal de entrada (1) - que conduzem a impulsos de sentido po sitivo no terminal (3) - o primeiro transístor bipolar (30) blo queia-se e portanto sobe o seu potencial de colector. Desse modo bloqueia-se o díodo (31) e assim o potencial de emissor do segundo transístor bipolar (32) primeiramente mantim-se fixo, enquanto ao mesmo tempo se eleva o seu potencial de base. Isso provoca uma subida da corrente de base no segundo transístor bi polar (32) e portanto uma corrente de colector ampliada segundo o factor de amplificação de corrente, e que conduz a uma carga acelerada da carga capacitiva (4). Este circuito ê apropriado em especial como andar final de vídeo para o ataque de uma válvula de imagem com uma frequência de linhas de 16 KHz. Mas verjL ficou-se que a amplificação de sinais de entrada de banda larga com este sistema de circuitos conhecido já não i satisfatória.

Na Fig. 2 estã representado um sistema de circuitos para um andar final de um amplificador de vídeo para comandar uma válvula de imagem com a frequência de linhas de 32 KHz. Este sistema de circuitos e constituído essencialmente por um circuito em cascata com dois transistores bipolares (35) e (36) em cuja saída estã ligado um seguidor de emissor complementar, constituído por dois outros transistores bipolares (37) e (38). Entre o potencial de referência e a saída deste circuito seguidor de emissor complementar estã montada a carga capacitiva (4) da válvula de imagem. Para o processamento dos sinais de entrada de alta frequência ê além disso vantajoso completar o sistema de circuitos representado na Fig. 2 com redes denomina-\ das redes de aceleração. Isso pode fazer-se, por exemplo, colo-cando, entre o terminal de ligação do emissor do transístor de 2 t entrada (35) do circuito em cascata e o potencial de referência, uma rede RC ou colocando, entre o terminal de ligação do colec-tor do transístor de saída (36) do circuito em cascata e o polo positivo da fonte de tensão contínua, uma rede LC. 0 objecto da presente invenção consiste em proporcionar vim sistema de circuitos para um andar amplificador de banda larga, em especial para utilização como andar fi nal de vídeo, que seja fácil de realizar com poucos componentes e que não seja crítico, relativamente aos tempos de comutação, mesmo para os sinais de entrada de altas frequências. 0 problema resolve-se com as caracteris-ticas indicadas na reivindicação 1.

Formas de realização aperfeiçoadas são ob jecto das reivindicações secundarias.

Descreve-se a seguir a presente invenção com referência a outras quatro figuras dos desenhos anexos. As figuras representam: A Fig. 1, um sistema de circuitos conheci do de um andar amplificador conhecido, com carga activa; A Fig. 2, vim sistema de circuitos conheci do de um andar amplificador com circuito em cascata e vim circui to seguidor de emissor ligado em série; A Fig. 3, um esquema de princípio do sistema de circuitos segundo a presente invenção; A Fig. 4, um sistema de circuitos segundo a presente invenção de um andar amplificador com transístor bi-polar; A Fig. 5, um sistema de circuitos segundo a presente invenção de um andar amplificador com um MOS-FET de acentuação; e A Fig. 6, vim sistema de circuitos segundo a presente invenção de um andar amplificador com vim transistor • IGBT. . Na Fig. 3 está representado o esquema de 3 principio do sistema de circuitos segundo a presente invenção. 0 andar amplificador (V) apresenta, alem de um terminal de entra da (1) para a aplicação de um sinal de entrada, um terminal de saída (3), um terminal (5) da tensão de alimentação para ligação de uma tensão contínua, e um terminal do potencial de referência (2). Entre o terminal de potencial de referência (2) e o terminal de saída (3) está ligada uma carga capacitiva (4), por exemplo a válvula de imagem de um aparelho de visor fluorescente. Em função do sinal de entrada aplicado ao terminal de entrada (1), esta carga capacitiva (4) i carregada ou descarregada. 0 andar amplificador (V) apresenta em pormenor para isso um quadripolo amplificador (6), que amplifica o sinal de entrada. Este quadripolo amplificador (6) está equipado com um primeiro terminal de entrada (9), um segundo terminal de entrada (10), um primeiro terminal de saída (7), bem como um segundo terminal de saída (11). O primeiro terminal de entrada (9) deste quadripolo amplificador estã ligado com o terminal de entrada (1) do andar amplificador (V), a que deve ligar--se o sinal de entrada. 0 segundo terminal de ligação de entrada (10) e o segundo terminal de ligação de saída (11) do quadripolo amplificador (6) estão ligados com o terminal (2) do potencial de referência. Entre o terminal da tensão de alimentação (5), ao qual deve ligar-se o polo positivo de uma fonte de tensão contínua, e o terminal de ligação de saída do quadripolo amplificador (6), estã colocada uma primeira resistência óhmica (8). Um outro transistor (12), segundo a presente invenção um FET de canal N autocondutor, está ligado com o seu terminal de porta (13) ao primeiro terminal de saída (7) do quadripolo amplificador (6), com o seu terminal de dreno (14) ao terminal da tensão de alimentação (5) e com o seu terminal de fonte (15) ao terminal de salda (3) do andar amplificador (V). Alêm disso estã colocada entre o terminal de porta (13) e o terminal de fonte (15) deste transistor FET autocondutor (12) uma segunda resistência ôhmica (16).

Para o ajustamento do ponto de funcionamento do quadripolo amplificador (6) ê conveniente dotar este com uma rede de contra-reacção de tensão em função da corrente. 4

Com o sistema de circuitos segundo a presente invenção da Fig. 3, é possível alterar o estado de carga da carga capacitativa (4) que, no caso da ligação de uma vãlvula de imagem de um aparelho de visor fluorescente, por exemplo ê da ordem de 10 pF, de maneira rãpida. Uma outra vantagem reside sobretudo no melhor com portamento às temperaturas deste sistema de circuitos segundo a presente invenção. Assim,,mediante a utilização de um FET au-tocondutor e em especial de um MOS-FET de depleção ou MOS-FET de deplecção vertical, pode dimensionar-se a resistência (8) com um valor õhmico maior que no sistema de circuitos segundo a Fig. 1. Reduz-se desse modo a potência de perdas no andar ampli ficador (6) de maneira eficiente.

Na Fig. 4 está representado o sistema de circuitos segundo a presente invenção, tal como se apresenta quando se utiliza como quadripolo amplificador (6) um transis-tor bipolar (21a) com rede de retroacção de tensão em função da corrente. Para isso, o transistor bipolar (21a) esta ligado com o terminal de entrada (1) do sistema de circuitos e o terminal do colector estã ligado com o ponto de ligação das resistências (8) e (16). 0 terminal do emissor do transistor bipolar (21a) estã ligado, através de uma rede RC que funciona como contra-re acção de tensão em função da corrente, constituida pela resistência (40) ligada em paralelo com o circuito em série de condensador (41) e uma resistência (42), ao terminal (2) do potencial de referência. Como FET autocondutor (12) previu-se um MOS--FET de deplecção de canal N. Dimensionando a resistência (8) por exemplo com o valor de 30 KOhm e a resistência (16) com o valor de 0,31 KOhm, para uma carga capacitativa de 10 pF, o MOS--FET de deplecção com canal N (12), absorve, no estado de repou so, cerca de 1 lA e actua como fonte de corrente constante. Se se pretender carregar a carga capacitativa (4), esta corrente sobe para cerca de 100 mA, porque o potencial no ponto de ligação das resistências (8) e (16) sobe igualmente, devido ao tran sistor bipolar (21a), desligado. Em resumo, este sistema de cir cuitos segundo a presente invenção conduz a uma redução do tem-. po de subida do transistor bipolar (21a) e portanto â carga e ] descarga aceleradas da carga capacitativa (4). 5

Claims (1)

1. A Fig. 5 mostra o sistema de circuitos se gundo a presente invenção com um MOS-FET de acentuação com canal P (21b). 0 terminal de porta deste MOS-FET de acentuação de canal P (21b) está ligado com o terminal de entrada (1) e o ter minai de dreno com o ponto de ligação das resistências (8) e (16). 0 terminal de fonte deste MOS-FET (21b) está em contacto directo com o terminal (2) do potencial de referência. Mas também aqui ê possível prever uma contra-reacção de tensão em função da corrente do tipo da da Fig. 4. 0 sistema de circuitos representado na Fig. 6 difere dos sistemas de circuitos representados nas Fig.4 e 5 em que o quadripolo amplificador é substituído por um denominado IGBT (Insulated Gate Bipolartransistor - Transístor bipo lar com porta isolada), como i conhecido por exemplo de Elektro nik, Heft 9, 1987, pãg. 120 a 124. Com o sistema de circuitos segundo a presente invenção consegue-se que o valor do ganho, referido ao ganho a 1 MHz, apenas cai de 3 dB mais ou menos a 10 MHz. Por tanto, nesta frequência, definida como largura de banda de vídeo, o ganho apresenta ainda um valor 0,707 vezes o ganho para os sinais de entrada de 1 MHz. 0 sistema de circuitos segundo a presente invenção pode portanto utilizar-se de preferência como andar final de vídeo para o comando de válvulas de imagem com uma frequência de linhas de 16 KHz, mas também de 32 KHz. REIVINDICAÇÕES a - 1 Sistema de circuitos para um andar amplificador com pelo menos: 1.1 um terminal de ligação de entrada (1) para aplicação de um sinal de entrada; 6

   1.2 um terminal de ligação de saída (3); 1.3 um terminal de ligação (5) da tensão de alimentação para a ligação de uma tensão contínua; 1.4 pelo menos um terminal de um potencial de referência (2); 1.5 uma carga capacitiva (4) a ligar entre o terminal de saída (3) e o terminal (2) do potencial de referência; 1.6 um quadripolo amplificador (4) que amplifica o sinal de en trada, cujo primeiro terminal de saída (7) estã ligado, a-travês de pelo menos uma resistência õhmica (8), com o ter minai (5) da tensão de alimentação, um primeiro terminal de entrada (9) ligado com o terminal de entrada (1), bem como um segundo terminal de entrada (10) e um segundo terminal de saída (11) que estão ligados ao terminal (2) do potencial de referência; 1.7 pelo menos um transístor (12) ligado entre o primeiro terminal de saída (7) e o terminal de saída (3) para acelerar a carga da carga capaciditiva (4), caracterizado pelas seguintes características: 1.8 o transístor (12) ê um FET autocondutor, cujo terminal de porta (13) estã ligado com o primeiro terminal de saída (7), cujo terminal de dreno (14) estã ligado com o terminal (5) da tensão de alimentação e cujo terminal de fonte (15) estã ligado com o terminal de saída e 1.9 pelo menos uma resistência õhmica (16) ligada entre o terminal de porta (13) e o terminal de fonte (15) do FET. - 2a - Sistema de circuitos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o transistor FET autocondutor ser um transistor MOS-FET de deplecção. - 3a - Sistema de circuitos de acordo com as re^L vindicações 1 ou 2, caracterizado por o quadripolo amplificador (6) apresentar uma retroacção de tensão (20) dependente da corrente .

   7 Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o quadripolo amplificador (6) apresentar pelo menos um transístor amplificador (21), cuja secção de comando foi colocada entre os terminais de entrada (9, 10) e a sua secção de carga entre os terminais de salda (7, 11). - 5a - Sistema de circuitos de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o transístor (21) ser um transístor bipolar (21a). - 6a - Sistema de circuitos de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o transistor (21) ser um MOS--FET de acentuação (21b). - 7a - Sistema de circuitos de acordo com a reivindicação 4/ caracterizado por o transistor (21) ser um IGBT (transistor com porta isolada) (21c). - 8a - Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado por ser usado como andar amplificador de vídeo, cuja carga capacitiva (4) ê uma válvula de imagem, - 9a - Sistema de circuitos de aco-do com a reivindicação 8, caracterizado por a válvula de imagem ser comandada na entrada com um sinal de vídeo com uma frequência de linhas de 16 KHz. - 10a - Sistema de circuitos de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a válvula de imagem ser comandada na entrada com um sinal de vídeo com uma frequência de li- - 8 - nhas de 32 KHz. A requerente reivindica a prioridade do pedido de patente europeia apresentado em 22 de Fevereiro de 1989, sob o No. 89103063.7. Lisboa, 20 de Fevereiro de 1990

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